21_Ejemplo_de_diseño

Diseño completo de un edificio de 3
plantas

Ricardo Herrera Mardones
Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile
Santiago, Chile
Marzo de 2007
Elaboración, guión y locución a cargo del Dpto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile con
coordinación del Ing. Ricardo Herrera

PRESENTACIÓN
DEL EJEMPLO

7000 Tip.

42000

Zonas libres
Altura de piso

Planta Típica
7000 Tip.

10500•
•

7000 Tip.

– Edificio de uso habitacional.
– Ubicado en una zona de
sismicidad alta
– Tres Pisos
– Distribución regular de
espacios requeridos
– Requerimientos
arquitectónicos

42000

1.- Introducción

Elevación Típica
* Dimensiones en mm

2. Estructuración

ESTRUCTURACIÓN
GENERAL

Acción Estática

Sistema
Resistente
Acción Sísmica

2. Estructuración
•

Losa de Hormigón en todos
los pisos.•

Columnas de acero de sección
doble T

SISTEMA RESISTENTE
ESTÁTICO

– Criterios:
• Cumplir con los
requerimientos de
arquitectura

– Ubicación:
• Cada 7 m en ambas
direcciones

Planta Típica
: Columna estática

SISTEMA RESISTENTE
ESTÁTICO

2. Estructuración
3500 Tip.

Vigas de acero de sección
doble T
– Criterios:
• Lograr un espesor de losa en
los rangos convencionales.
• Minimizar el uso deacero

– Ubicación:
• Ancho tributario de 3,5m
para cada una de las vigas.

3500 Tip.

•

Planta Típica
: Viga estática

SISTEMA RESISTENTE
SISMICO

2. Estructuración
•
•
•

Marcos perimetrales
2 ejes resistentes en cada
dirección
Vigas y columnas
– Acero ASTM A36
– Sección doble T
28000
7000

3500

10500

Y

X

Planta Típica
: Marco Sísmico
: Viga estática

Elevación marco sísmico

: Columnaestática

3. Cargas

GENERAL

- Peso propio

Cargas Estáticas
- Sobrecarga de uso

Cargas
Cargas Sísmicas

3. Cargas

CARGAS
ESTÁTICAS

• Cargas estáticas
– Peso Propio
• Elementos Estructurales
– Losa, vigas estáticas, vigas sísmicas, columnas estáticas, columnas
sísmicas

• Elementos no estructurales
– Tabiques, terminaciones de piso, terminaciones de cielo, otros.

– Sobrecarga de uso
• Usohabitacional : 1961 [N/m^2]

CARGAS
ESTÁTICAS

3. Cargas
•

Resumen de cargas estáticas
Resumen de cargas estáticas (*)
Carga

Tipo

Valor [N/m^2]

Sobrecarga no reducida

LL

1961

Peso de tabiques

DL

490

Terminaciones de Piso

DL

196

Terminaciones de Cielo (cielo falso)

DL

196

Otros (ductos, iluminación, etc.)

DL

490

Peso de losa (*)

DL

2942

Peso de vigas estáticas (*)

DL

186

Total pesopropio (**)

DL

4501

* Dimensiones a definir más adelante
** No considera peso de elementos estructurales sísmicos pues ellos son incluidos directamente por
el programa de modelación sísmica.

CARGAS
SÍSMICAS

3. Cargas
• Cargas sísmicas
– Método elástico estático

W1

Q = Cs · W

W1

W2

M·a

Q1
W2
Q2

Q1 + Q 2 = Q
Movimiento del suelo

Cortante basal

CARGAS
SÍSMICAS

3. Cargas
•Coeficiente sísmico:

•

Peso sísmico:

Cs  0.05
4

W  2.7  10 kN

• Considera cargas de peso propio y un 25% de la sobrecarga de uso

Q  1351kN

•

Corte sísmico basal:

•

Resumen de cargas sísmicas:
Solicitaciones sísmicas
Piso

F [kN]

M [J]

3

780

3276

2

323

905

1

248

347

4. Diseño de elementos estáticos
• Consideraciones generales:
• Método LRFD de las especificaciones del AISC del2005
• Uso de columnas y vigas de acero ASTM A36 de sección doble T

• Factor de reducción de sobrecarga por área tributaria: 0.804
• Combinación de cargas: 1.2 * Peso Propio + 1.6 * Sobrecarga

GENERAL

4. Diseño de elementos estáticos

LOSA

• Diseño de Losa
– Modelo

7000

3500

: Empotrado
: Apoyado
Dimensiones en mm

Lx  3.5m

Longitud menor

Ly  7m

Longitud mayor

 

Ly
Lx

Longitudflexible l  kLx
i
Esbeltez típica

– Espesor requerido:

Losa en una dirección (Apoyado-empotrado)

 2

e 

li


 1.5cm

li  2.8 m

  35

e  9.5 cm

– Espesor dispuesto: 12cm (debido a problemas acústicos y
de vibración)

k  0.8

4. Diseño de elementos estáticos

VIGAS
ESTÁTICAS

• Diseño de vigas estáticas
– Modelo

qu

Carga combinada:

q u  27

kN
m

( ya incluye el peso propio...